Kovalent süperiletken

Kovalent süperiletkenler atomların kovalent bağlarla bağlandığı süperiletkenlerdir. Bu özellikte üretilen ilk materyal yüksek sıcaklık ve yüksek basınçta üretilen sentetik elmastır. Bu üretim pratikte çok öneme sahip değildi. Fakat elmas ve silikon gibi maddeleri de içeren kovalent yarı iletkenlerde daha önce süperiletkenlik görülmediği için bilim adamları bu duruma şaşırmışlardır.

 Elmas 

Elmasta süperiletkenlik boronla  ağır p-tip doping  yoluyla atomların etkileşmesi ve saf olmayan bir bant oluşturmasıyla mümkün oldu. Tip II süperiletkenlik kritik sıcaklık Tc= 4K ve kritik manyetik alan Hc= 4T da mümkün olmuştur. Sonradan homoepitaxial CVD filmlerinde Tc ~ 11K de başarılmıştır.
Elmasın süperiletkenliğinin kaynağı hakkında şu an  üç alternatif teori vardır: Fonon aracılı eşleşme üzerine kurulu, saf olmayan bant teorisi ile korelasyonu olan konvensiyonel BCS Teorisi ve deliklerin dönme eşleşmesinin Fermi düzeyinde lokalizasyonu. Halbuki diğer modelleri destekleyecek deneysel bir kanıt yoktur.

 Silisyum 

Elmasın yapısal özelliklerine sahip Silisyum ve Germanyum (Si ve Ge) uygun koşullar altında aynı süperiletkenliği gösterebilir. Aslında süperiletkenlik silisyuma aşırı bor katlısı (Si:B) ve SiC:B ile keşfedilmiştir. Elmasa benzer şekilde Si:B de tip-II süperiletkendir fakat daha düşük kritik sıcaklık Tc = 0.4 K ve daha düşük kritik basınca Hc = 0.4 sahiptir. Si:B'de süperiletkenlik ağır doping (%8) ile mümkün olmuştur.

 Silisyum karbür 

SiC'de süperiletkenlik ağır boron ve aluminyum dopingi ile olmuştur. Hem kübik (3S-SiC) hem  hekzagonal (6H-SiV) fazları aynı kritik sıcaklıkta (1.5 K ) süperiletkendir. Alüminyum ve bor dopingleri arasındaki dikkate değer fark manyetik alanlarıdır. Si:B de  SiC:Al gibi tip II süperiletkendir. Buna karşın SoC:B tip I süperiletkendir. Bu farklılığı açıklama girişiminde SiC'de süperiletkenlik için silisyum bölgelerinin karbon bölgelerinden daha önemli olduğu  açıklandı.

 Karbon Nanotüpler 

Karbon nanotüplerde süperiletkenliğe dair birçok rapor olmasına rağmen diğer birçok deneyde süperiletkenliğe dair bir kanıt bulamamıştır. Bunların sonuçlarının tartışmaları sürmektedir. Fakat, nanotüpler ve elmas arasındaki önemli fark: nantüplerin kovalent bağlı karbonlar içermesine rağmen elmastan ziyade grafit yapısına daha yakın oldukları ve doping olmaksızın metalik olduklarıdır. Ayrıca doping olmaksızın elmas bir yalıtkandır.

 Arakatkılı Grafit 

küçükresim|sağ|CaC6 yapısı

Belirli geçiş ısılarında grafit yüzeylerine metal atomları takılarak birçok süperiletken üretildi.

 Material CaC6  Li3Ca2C6 YbC6 SrC6 KC8 RbC8 NaC3 KC3 LiC3 NaC2 LiC2 Tc (K) 11.5 11.15 6.5 1.65 0.14 0.025 2.3-3.8 3.0 <0.35 5.0 1.9

 Tarihçe 

Bilimde öncü birçok keşif hakkında kuvvetli tartışmalar vardır. Buna bir örnek 1991'de Sumio lijima nın karbon nanotüplerini keşfinden sonra birçok bilim insanı bunu onlarca yıl önce gözlemlendiğini ifade etti. Aynı tartışmalar kovalent süperiletkenler içinde vardır. Germenyum ve silikon-germenyum süperiletkenliği 1960 ların başında tahmin edilmişti. Kısa süre sonra germenyum teluritte süperiletkenlik gözlemlendi, germenyumda  süperiletkenliğin ilkeleri ile deneysel olarak gösterildi. Deneysel olarak süperiletkenlik için amorflaşmanın (germenyumda) şart olduğu ve germenyumun kendi içinde süperiletken olduğu gösterildi.

 Ayrıca bakınız 

 Süperiletken
 Süperiletkenlerin listesi
 Yüksek sıcaklık süperiletkenliği
 Oda sıcaklığı süperiletkenliği
 Süperiletkenlik
 Süperiletkenlerin sınıflandırılması
 Süperiletkenliğin teknolojik uygulamaları
 Düşük sıcaklık teknolojisinin zaman çizelgesi
 Tip-I süperiletken
 Tip-II süperiletken
 Sıradışı süperiletken
 Silikon
 Silikon karbit
 Sentetik elmas

 Konuyla ilgili yayınlar 
Elmas ve İlgili Malzeme Süperiletkenlik Uluslararası Çalıştayı 2005
Elmas ve İlgili Malzeme Süperiletkenlik Uluslararası Çalıştayı 2008
Yeni Elmas ve Sınır Karbon Teknolojisi Cilt 17, No.1 CVD Elmas Süperiletkenler Özel Sayısı 
Süperiletken elmasla ilgili bazı makaleler 

Kategori:Süperiletkenlik